3 Gaspumpar. Några fläkttyper

Transkript

1 Gaspumpar F1 Tå kategorier a gaspumpar: Fläktar, för transport a gaser. Försumbar ensitetsföränring. Stor likhet me pumpar. Kompressorer, för större tryckföränringar. Betyane ensitetsföränring. Några fläkttyper Raialfläktar tar in luften i centrum och pumpar en raiellt utåt. Typisk totaltrycksökning 5 a Ex: Ventilationsaggregat Axialfläktar transporterar luften i axelns riktning: Typisk totaltrycksökning 1 a Ex: Datorkylfläkt Tärströmsfläktar transporterar luften inkelrätt me axeln. Kompakt konstruktion som ger små inbyggnasmått. Typiskt totaltrycksökning 1 a Ex: Inomhusel luftärmepump Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

2 Samban För e måttliga tryck- och temperaturföränringar som sker i en fläkt kan i betrakta luft som inkompressibel, s ensiteten kan betraktas som konstant. Liksom för pumpar tecknas en nyttiga effekten som flöet gånger totaltrycksökningen: är n Qp Q är flöet [m /s] p föränringen a totaltrycket [a=n/m ] Totaltryck = Stagnationstryck = Statiskt tryck + Dynamiskt tryck p c p Totaltrycksföränringen kan å skrias som: c p p p 1 Den tillföra axeleffekten ges a: är axel M k M k c 1 ra / ar n 6[ s / min] M k är rimomentet [Nm] axelns inkelhastighet [ra/s] n axelns artal [ar/minut] m massflöet [kg/s] i föränring a totalentalpin [J/kg] m i m c p T m c p c T m c 1 Verkningsgraen ges a: n axel Q p Q p M M n k k 6[ s / min] ra / ar Drimotorn är oftast integrera me fläkten, så om elmotorns erkningsgra inklueras får i: n el axel n / motor Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc 11-1-

3 Fläktiagram En fläkts prestana ges oftast i form a ett fläktiagram. Diagrammet är normalt ritat för 1, kg/ m ilket motsarar luft i 1 bars tryck i 15C eller C i 1 atm. luft Nean ser i fläktkuran för en trefasmata raialfläkt i olika matningsspänningar. Obserera att prouktkatalogen anäner anra beteckningar än kurspärmen. Vi Q=,5 m /s har i p 45 a ger nyttig effekt Q p n,5 45 1W Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc Nere iagrammet ger eleffekten (obs ej nyttig) el 6W ger n 19% el 6 el 6 el m cp T Q cp T ger T 1, C Förutsatt att η m =1 Q c,51, 18 p

4 Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

5 Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

6 Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

7 Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

8 Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

9 Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

10 Likformighet för fläktar Vi likformiga hastighetstrianglar gäller: Volymflöe Massflöe Totaltrycksökning Axeleffekt Q n D m n D p n D n D 5 Densiteten beror på en gas som ska transporteras samt ess tryck och temperatur. Ieal gas Luft Luftliknae gas iela gas luft gas p M R T gas p 88[ K] 1,[ kg/ m ] 1[ bar] T M p 88[ K] gas 1,[ kg/ m ] 1[ bar] T 9 g / mol Densitetsföränringen på grun a fläktens tryckhöjning i ett fläktsystem kan normalt försummas eftersom en tryckökning på 5 a motsarar en ensitetsökning på,5%. I exempel tiigare hae i samtiigt en temperaturökning på 1, C ilket i sig ger en ensitetsminskning me,5%, s ensiteten minskar me,1% öer en fläkten. En temperaturhöjning på 1C ger en ensitetsminskning på,5%, 1C motsarar 5%, ilket man bör korrigera för. Fläktiagrammen kan anänas om man justerar enligt följane: Volymflöe n Q Q Massflöe n m m T M T M T M p n T M p n Totaltryck p p Axeleffekt T M p n T M p n (inex = atabla, = erkligt korrigerat) p p n n Det innebär att i en temperaturhöjning flyttas likformiga punkter neåt i ett och mot origo i ett p m iagram., Vartalsänring flyttar likformiga punkter längs en parabel i båe p, Q iagram p, Q och p, m iagram. Äen systemets totaltrycksförluster är ensitetsberoene approximatit enligt: p f k Q p f m k (Förutsätter att Re är stort och ärme har liten inerkan på motstånstalen) Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

11 Totaltrycksökning (a) Exempel Vi ill entilera en ugn som är 18C me hjälp a en högtemperaturfläkt. Kanaler, ugnen och luftfilter har tillsammans ett strömningsmotstån på a i ett luftflöe till ugnen a 4 m /h. Luften till ugnen har en temperatur på 15C. Bestäm ilket flöe som fläkten GE 14- AG-89 ger om en placeras före respektie efter ugnen. Före ugn Systemkuran ges a p f Q 4 Vi placering före ugnen kan i irekt rita in systemkuran i fläktiagrammet och läsa a luftflöet. Vi får ett luftflöe på cirka 4 m /h. Ugn, 18C Filter 6 5 Fläktkura 4 1 Systemkura Flöe (m/h) Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

12 Totaltrycksökning (a) Totaltrycksökning (a) Efter ugn Vi placering efter ugnen måste i justera fläktiagrammet. Q 15 15C Ugn, 18C Filter Q 18 18C Aläs Q och p ur fläktiagrammet, beräkna 6 p p p T T p Q p p m /h a a 5 Fläktkura Fläktkura 18C, Q Flöe (m/h) Räknar om flöet genom fläkten (18C) till motsarane flöe in till ugnen (15C) Q1515 Q1818 ger Q15 Q18 Q18 Q18, 66Q18 15 T m 6 T 88 Q p p Q 15 m /h a a m /h 5 Fläktkura Fläktkura 18C, Q18 1 Fläktkura 18C, Q Flöe (m/h) Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

13 Totaltrycksökning (a) Slutligen lägger i in systemkuran som ar efiniera enligt inloppsflöet (15C). 6 5 Fläktkura 4 Fläktkura 18C, Q18 1 Systemkura (Q15) Fläktkura 18C, Q Flöe (m/h) Och i kan aläsa att i har ett luftflöe in till ugnen på 9 m /h när i placerar fläkten efter ugnen. Q 15 15C Ugn, 18C Filter Q 18 18C Hur stort är olymflöet genom fläkten? 456 Hur stort är massflöet in till ugnen respektie genom fläkten? Viktigt! Vi grafisk lösning har i ofta ekationssystem enligt: p fläkt f 1 ( Q 1 ) p förlust f ( Q ) skärningspunkter enast betyelse när i söker p fläkt p förlust i Q1 Q Om flöet eller trycket inte är mätt på samma sätt har inte skärningspunkten någon betyelse. Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc

14 Sammanfattning Nyttig effekt n Qp Rek uppgifter 5 Verkningsgra n tillför Densitet ieal gas Luftens ensitet gas luft p M R T gas 1,[ kg/ m ] p 88[ K] M gas 1[ bar] T 9 g / mol Massflöe m Q Omräkning a fläktiagram till ny ensitet och artal (likformiga hastighetstrianglar) Volymflöe Massflöe Q n m n Q Q n Q Q n n n m n m n m m T M T M p p n n Totaltryck p p p n n n p p T M T M p p n n Axeleffekt n n n (inex = atabla, = erkligt korrigerat) T M T M p p n n Grafisk tolkning Densitetsänkning: kuran flyttas neåt för p, Q och, Q (olymflöe) mot origo för p m och, m (massflöe) Vartalsänring: längs parabel för p, Q och p m (totaltryck), längs :e graare för, Q och, m (axeleffekt), Systemets totaltrycksförluster p f k Q p f m k Lars Bäckström Z:\Samarbete\Aners_Strömberg\Energiteknik\Turbomaskiner\Fläkt\F1 - Fläktar me atabla.oc